三星已开始量产其首款 PCIe Gen6 企业级固态硬盘 PM1763，该产品采用第九代 V-NAND 闪存和全新开发的 4nm 控制器。这款 15.36TB 的旗舰级产品，顺序读取速度最高可达 28,400 MB/s，写入速度最高可达 21,000 MB/s，其中读取速度是其前代产品 Gen5 PM1753（14,500 MB/s）的 1.96 倍。三星表示，PM1763 已完成下一代 AI 平台的验证，其上市时间与预计明年推出的首批支持 Gen6 的服务器相吻合。
为什么 PCIe Gen6 很重要
PCIe Gen6 使用 PAM4 协议，将每条通道的信号传输速率提升至 64 GT/s，这意味着标准 x4 SSD 链路的单向带宽约为 32 GB/s，而 Gen5 的带宽约为 16 GB/s。Gen5 的固态硬盘性能早已接近这一上限，最快的型号的带宽也仅达到该接口允许的 14-14.5 GB/s。
PM1763 的 28.4 GB/s 读写速度充分利用了新增的读写空间。对于 AI 基础设施而言，其实际效果是：只需更少的硬盘即可填满 GPU 服务器的存储路径，同时检查点和模型加载操作占用加速器的时间也更少。三星以模型速度为例进行阐述，声称 40GB 的 LLM 文件从硬盘到内存的传输时间约为 1.4 秒，而 PM1753 则需要约 2.7 秒。需要注意的是，1.4 秒是 40GB 文件的顺序读取速度，而非实际传输时间，因此请将其视为接口性能的最佳示例。
随机性能与顺序性能成正比。三星的产品资料显示，16TB 级配置的随机读取 IOPS 最高可达 6.8 万，随机写入 IOPS 最高可达 950,000 万；SCADA 白皮书中测得的单盘 IOPS 为 6.92 万（详见下文），这表明读取性能数据较为保守。
与上一代产品相比，能效提升高达 1.8 倍，这在密集部署环境中与原始速度同样重要，因为第六代控制器运行温度较高，每个硬盘节省的每一瓦特在密集机箱中都会产生巨大的影响。为此，三星针对采用芯片直冷 (D2C) 技术的液冷服务器优化了 PM1763，旨在实现长时间负载下的持续峰值性能，而非瞬时峰值性能。
PM1763 技术规格
| 规格 | 三星PM1763 |
|---|---|
| 平台概述 | |
| 接口 | PCIe Gen6 x4、NVMe 2.1、OCP 2.6 |
| NAND闪存 | 三星第九代V-NAND |
| 控制器 | 三星新型4nm控制器 |
| 容量 | 发布时提供 4TB、8TB 和 16TB 级（格式化后容量为 15.36TB）三种规格。 产品页面列出了 30.72TB 和 61.44TB 两种规格。 |
| 形状因素 | E1.S E3.S U.2（仅限PCIe Gen5） |
| 性能 (16TB) | |
| 顺序阅读 | 达到28,400 MB / s |
| 顺序写入 | 达到21,000 MB / s |
| 随机阅读 | 高达 6,800,000 次 IOPS |
| 随机写入 | 高达 950,000 次 IOPS |
| 电源和冷却 | |
| 电源效率 | 与 PM1753 相比，性能提升高达 1.8 倍 |
| 散热器 | 针对液冷服务器进行了优化，直接芯片级 (D2C) |
| 安保防护 | |
| 产品特性 | 后量子密码学（PQC） TEE 设备接口安全协议 (TDISP) |
GPU驱动的I/O：42个硬盘共计281亿IOPS
三星还发布了一份白皮书，将 PM1763 与 SCADA（Scaled Accelerated Data Access，规模化加速数据访问）框架相结合。SCADA 是 NVIDIA 开发的框架，它允许 GPU 线程直接向 NVMe 驱动器提交命令，完全绕过 CPU 和内核存储堆栈。GPU 发起 I/O 的优势在于并发性：CPU 的线程池大约可以同时处理 45 万 IOPS，而三星的测试表明，一个 GPU 可以同时从大约 100,000 万个线程分发任务，每个 GPU 的 IOPS 超过 95 万。
这些数据来自一台配备一个 H100、两个 H200 和 42 块 PM1763 E1.S 15.36TB 硬盘的 H3 Falcon 6048 Gen6 服务器，该服务器采用 512 字节随机读取工作负载，并通过三个 Broadcom PEX90144 Gen6 交换机进行连接。单块 PM1763 硬盘处理了约 6.92 万 GPU 发出的 IOPS，比相同配置下 Gen5 PM1753 硬盘的 3.72 万 IOPS 提升了 86%。每个 GPU 配备 14 块硬盘时，系统在每个 GPU 组下实现了近乎线性的扩展，IOPS 约为 96 万。完整的 42 块硬盘配置实现了 281 亿 IOPS 的总和，单块硬盘的性能与单块硬盘的峰值性能相差不到 5%。我们并未进行此项测试，也未对结果进行独立审核，但这种扩展特性很有意思：决定总性能表现的并非峰值 IOPS，而是硬盘间的延迟一致性。
Gen6 为高密度存储服务器带来了什么？
问题在于，在单个机箱内，这些硬盘组成的硬盘架能发挥多大的作用。我们最近使用 24 块第五代 SSD，将戴尔 PowerEdge R7725xd 服务器的本地吞吐量推高至 300 GB/s 以上。每块硬盘都通过 CPU 专用的 x4 通道传输数据，并通过 PEAK:AIO 软件保持队列饱和，实现了 160 GB/s 的网络吞吐量。该系统仅用一个 2U 机箱就足以媲美多节点存储集群。如果换用 PM1763 额定速度的第六代 SSD，同样的 24 盘位拓扑结构理论上可提供约 681 GB/s 的原始读取带宽，但 CPU 通道预算和网络出口带宽会比硬盘本身更早成为瓶颈。
容量密度同步提升。PEAK :AIO 的 2U AI 数据服务器采用 61.44TB QLC 固态硬盘，容量已达 1.5PB，并通过 RDMA 提供 120GB/s 的传输速度。三星即将推出 61.44TB PM1763 固态硬盘，届时，同类系统将在相近的体积内实现第六代带宽和 PB 级以上的存储密度（下一代服务器可能会增加一个机架单元用于散热）。对于那些希望在不构建跨十几个节点的并行文件系统的情况下，为 GPU 集群提供充足数据的 AI 企业而言，单服务器存储方案的优势日益凸显。
安全性和可用性
三星还扩展了该硬盘的安全协议栈，以适应多租户人工智能环境。PM1763 支持后量子加密算法，能够抵御预期的量子攻击对传统加密技术的威胁；此外，它还支持 TDISP（TEE 设备接口安全协议），可在虚拟化部署中保护机密虚拟机与设备之间的数据路径。
三星电子副总裁兼内存产品规划负责人崔章硕表示：“PM1763 拥有业界领先的性能，已成功完成对下一代 AI 平台的验证，能够很好地支持不断发展的 AI 基础设施需求。随着 AI 模型规模和复杂性的不断增长，PM1763 将成为关键解决方案，帮助客户高效扩展内存容量并优化 AI 操作。”
PM1763固态硬盘目前已量产，容量分别为4TB、8TB和16TB。三星尚未公布更大容量版本的发货日期。
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